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引言 光全息学是在现代激光的发现之后才迅速发展起来的，本文将就光全息学的一些主要的研究课题进行探讨，并针对一些应用课题进行研究。现代光全息学的起源，发展和人物，新型应用，本文将告诉你 利用干涉原理，将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，使物光波前的全部信息都储存在记录介质中，这样记录下来的干涉条纹图样称为“全息图”，而当用光波照射全息图时，由于衍射原理能重现出原始物光波，从而形成与原物体逼真的三维象，这个波前记录和重现过程称为“全息术”或“全息照相” 光束 全息照相由盖伯于1948年提出的，而当时没有足够强的相干辐射源全息研究处于萌芽时期。当时的全息照相采用汞灯为光源，且是同轴全息图，它的+/-1级衍射波是分不开的，即存在所谓的“孪生像”问题，不能获得很好的全息像。这是第一代全息图。 1960年激光的出现，1962年美国科学家利思和乌帕特尼克斯将通信理论中的射频概念推广到空域中，提出离轴全息术，他用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光，第一代全息图的两大难题因此得以解决，产生了激光记录，激光再现的第二代全息图。 当代光全息学发展主要课题有： 球面透镜光学系统 光源和光学技术 平面全息图分析 体积全息图衍射 脉冲激光全息学 非线性记录，散斑和底片颗粒噪声 信息储存 彩色全息学 合成全息图 计算机产生全息图 复制，电视传输和非相干光全息图 而伴随光全息学的发展也产生一些光全息技术应用，比如高分辨率成像，漫射介质成像，空间滤波，特征识别，信息储存与编码，精密干涉测量，振动分析，等高线测量，三维图象显示等方面的用途。 本论文将就当代光全息学的研究与应用两大课题进行学术研究 一． 当代光全息学研究 球面透镜不仅能形成光振幅分布的影象，而且易形成该分布的傅立叶变换图形。因此，用一个简单透镜可使物光在全息平面上成为某原始图形的傅立叶变换。存储在全息图中的变换所具有的特性，在光学图形识别中有重要的应用。透镜，作为形成影象的器件，可以在全息术中用来构成像面全息图。一个透镜可以形成：傅立叶变换和输入复振幅分布的影象 由于利用激光光源来制作全息图片，使得全息学开始成为一门实用的学科。对形成全息图所用光源提出的要求取决于由于物体和必要的光学部件的安排所决定的参数。 从单一光源取得物波和参考波有如下图所示两种普通方法： A 分波前法 B 分振幅法 在光源与全息图之间（通过物表面或参考镜的反射）传播的光线的最大光程差必须小于相干长度。激光的相干性与激光器的振荡模式有关，就全息术而论，它要求在任一个横模振荡的激光器的空间相干的辐射，由于高介模的振荡较不稳定，并有以两个或者多个模式同时振荡的倾向，因此最好的振荡模式是最底阶的模式。 激光束的输出功率必须分成物体照明波和参考波。若物体要求从不止一个角度（以消除阴影），就需要将激光束分成好几束，一般采用分振幅法，因分振幅法能产生较均匀的照明，而且对光束的展宽要求小，既可以在分配前也可以在分配后展宽。 平面全息图分析 用非散射光记录的共线全息图上的条纹间隔与感光乳剂的厚度相比为较宽的。照明这张全息图的波前中的一条光线在通过全息图前只和一条记录条纹相互作用。因此全息图的响应近似于一个有聚焦特性的平面衍射光栅。加伯在分析这些特性时是把这样的全息图严格地当作二维的。用对二维模型分析的结果也很符合实验观察。 在应用利思与乌帕尼克首先采用的离轴技术所得到的全息图上，其条纹频率则超过共线全息图，超过了量正比于物光束与参考光束之间的夹角。条纹间隔的典型值可以考虑由两平面波的干涉得到。 正弦强度分布的周期d可以由下式决定： 2dsinθ=λ， θ为波法线与干涉条纹间的夹角，波长λ，条纹间隔d 式中当θ=15°，λ=5微米（绿光）时，则d=1微米。记录离轴全息图的感光乳剂的厚度通常为15微米，实际上，在这样的乳剂中记录的全息图已不能当作是二维的了。因此重要的是要记录住平面全息图的分析结果只能准确地应用于使用相当薄的介质所形成的全息图。 体积全息图衍射 基本的体积全息图对相干照明的响应可以用偶合波理论来描述。 假设有两个在yz平面传播的并具有单位振幅的平面波，其进入记录介质并进行干涉的情况，按折射定律，有 sin /sin =sin /sin =n n为记录介质的折射率； 及 分别表示两个波在空气中与z轴的夹角； 及 则为两个波在介质中与z轴的夹角。 布拉格定律可以用空气中的波长 ，全息片介质折射率 写成如下形式： 2dsinθ= / 体积全息图的特性由布拉格定律确定，因此对照明显示出选择响应。 二光全息学典型应用 高分辨率成像 当一张全息图用与制作全息图参考光束共轭的光束照明时，在理论上能再现没有像差没有畸变的物波，其投影实象的分辨率仅受全息图边界衍射的限制。由于分辨率将随全息图尺寸的增加而增加。由于全息图可以做的很大，因此可以指望在现场大到5×5厘米时空间频率高到1000线/毫米。显然此种情况下放大率为1，但1：1的高分辨率投影成像，在集成电路的光刻工艺中有重要的潜在应用。将光刻掩模精密成象在半导体薄片上的工作，目前是用接触印象法来完成的。但这方法很快就会使模板损坏。用投影方法将影象转移到薄片上是一理想的可供选择的方法，但要非常优良和非常昂贵的镜头才能使投影的掩模象达到要求的分辨率和视场。 当用相干光源照明制作全息图时，摄影乳剂的收缩，表面变形，非线性及洽谈噪声源的影响就更大了。它们可使图象产生斑纹，衬度降低和边缘模糊，这些缺陷又是用光刻法制作集成电路所不允许的。新的，更稳定的材料可能是这些问题的解答。 特征识别 由空间调制参考波形成的傅立叶变换全息图的许多特性，曾被范德鲁等人用于特征识别。他们采用全息法作成的空间滤波器完成了“匹配滤波”在特征识别中的应用。 匹配滤波与概念，形成与应用可由下图说明 当要把形成的空间滤波器作为特征识别时，在输入平面内z轴上方部分是一个由平面波透明的，在不透明背景上包含M个透明字符的透明片。我们将这一组字符阵列的透过率表示为 这里所有字符均围绕 点对称分布， 是阵列中的一个典型字符，其中心在 点。另外，在输入平面内 处，有一光强度为 δ 的明亮的点光源，并在空间频率面εη面上形成一张傅立叶变换全息图。这一全息图可以看作是t 与δ函数形成的平面波干涉的记录。但是当全息图完成识别功能时，仅由透过t的一小部分，即通过入射平面内的一个或几个字符的光所照明，我们将会看到，在输出平面上我们所关心的再现，是表示识别结果的一个明亮的象点。 信息储存与编码 全息图既可以存储二维信息也可以存储三维信息。信息可以是彩色的或者编码的，图象的或者字母数字的；可以存储在全息图的表面，或存储在整个体积中；可以为空间上分离的，或者重叠的；可以是永久记录或者是可以消象的。记录的内容可以是彼此无关的或者相互成对的；可以是可辨认的影象或似乎是无意义的图形。 现代光全息学的发展前景十分广阔，而其实用技术必然会实现普及，有识之士当携手共同研究以促进社会进步 
（一）建立现代军事理论，构造现代国防体制要运用高科技构筑我国的现代化国防，首先一点就是必须建立科学、系统、具前瞻性、与国情、军情相结合的军事理论在此军事理论的指导下有步骤的开展高技术的研究与运用，避免盲目与浪费战争的胜利与否很大程度上决定于军事理论和战略指导思想的先进与否，我们必须深刻理解这一点我军能在极度劣势下在朝鲜战争中战平（胜）美军，关键就在于我军军事理论非常成熟，通过了长期战争的检验检验军事理论的正确性无非两个途径：战争检验和借鉴它国经验鉴于我国的和平外交政策，我们无法通过前者来作出检验，那么我们只有靠观察外军战斗和跟踪新军事理论来进行判断，这之中又要考虑不同的国情和军情，逐步修正以求合理（如此做法，必然会存在误差，所以我认为没有实战检验的我军军事理论是我军能否在未来战争中取胜的最不确定的因素）（二）应重点发展以下科技：军用电子技术在现代高技术武器的发展中，军用电子技术是其核心和基础，从近期发生的几场局部战争看，军用电子技术已从作战保障跃为作战手段，成为现代作战行动的先导，并贯穿于战争的全过程军用计算机技术现代战争的高速化，使武器装备的自动化控制显得极为重要，其中计算机扮演着重要的角色随着信息技术的迅速发展及在军事上的广泛应用，未来战场将是一个由众多计算机通过有线或无线等方式，把遍布于陆、海、空、天、电诸领域的侦查监视、定位导航、火力打击、指挥控制、支援保障等系统乃至单车、单炮、单兵等基本作战单元连接在一起而形成的网络世界敌对双方在计算机网络上的争斗将构成战争的主要内容网络上的争斗不只是力量和智慧的较量，更是技术、技能和技巧的抗衡，正如有人所描述的那样，是"键盘上的战争"军用探测技术军用探测技术是高技术战争中制胜的重要因素之一，是航天技术与信息技术相结合的产物目前，已发展和投入使用的军用探测技术有：1、雷达探测技术它是利用物体对无线电波的反射特性来发现和测定目标位置的"无线电定位技术"它广泛地应用于战场侦察、防卫、引导、火控等现代战争的各个方面2、光学探测技术它以光学成像技术为基础，主要用各种光学摄影机进行的战场照相侦察3、地面传感探测技术这是一种通过地面目标所引起的电、声、磁、地面振动和红外辐射等物理变化来确定目标的探测技术4、夜视技术是用于在黑暗环境中帮助人眼增强视觉的一种专门技术在现代战场上广泛使用的夜视装置主要有：红外夜视仪、微光夜视仪、微光电视及热成像仪四种未来军用探测技术的发展趋势是：空间上的立体化；速度上的实时化；手段上的综合化；侦察、监视与打击上的一体化军用制导技术精确制导武器的产生和发展，完全依赖于精确制导技术因此，精确制导技术在整个现代军事高技术的发展中占据着十分重要的地位目前，被开发和广泛使用的精确制导技术主要有：微波制导、红外制导、电视制导、毫米波制导、指令制导和地图匹配制导精确制导技术将向高精度、抗干扰、全天候、智能化和低成本方向发展，特别是显现出综合化的趋势如"毫米波辐射图象匹配制导"、"地貌景象匹配制导"，以及"全球定位系统"（GPS），就是综合化的制导方式科索沃战争中大出风头的"战斧"式巡航导弹以及JDAM炸弹等采用的就是"惯性导航＋地形匹配＋数字式景象匹配区域相关器"这一综合制导方式隐身技术隐身技术是指用来防止己方武器被敌方雷达、红外、声纳和可见光有效探测的伪装技术它是近年来举世瞩目的一项重大军事技术，同激光武器和巡航导弹一起被誉为当今军事上的三大法宝目前隐身兵器采取的主要隐身技术有：反雷达探测隐身技术、反红外探测隐身技术、反光学探测隐身技术和反声纳探测隐身技术等军用激光技术激光技术是人类二十世纪六十年代的重大科学技术成就，它是光学、光谱学与电子学发展到一定程度以及这些学科相互结合的必然产物比较成熟或影响较大的军事应用主要有：1、激光制导；2、激光雷达；3、激光测距；4、激光通信；5、激光对抗；6、激光模拟；7、激光武器值得注意的是，美国经过近年来不断加大对军用激光技术的投入，以经把体积庞大，实验性的激光武器成功的转变为可安装在大型武器平台上，具有一定实战功能的武器按此发展速度，再不远的将来，激光武器很可能成为一个改变战争模式的决定性武器，而导弹将因无法突破激光防御而不得不退出历史舞台军用智能技术随着军用智能技术的发展，各种智能化武器将对未来作战产生深远影响目前，不仅在专家鉴定系统（TECA）、自然语言理解、语言识别和视觉处理等基础研究方面取得突破性的成果，而且还研制成功了大量的智能武器系统，如智能导弹、智能地雷、智能坦克以及智能机器人等，形成了一个庞大的智能武器家族军用航天技术航天技术广泛运用于军事领域，使武器装备的效能发生了革命性的变化它的发展主要集中在保障军事行动的军事卫星、进攻性与防御性空间武器，以及多用于载人军事航天系统三个方面美国空军司令部和航空航天局正在为军事、科研和商业上应用联手开发进入太空技术目前，美国空间司令部已接近于能够部署一种灵活有效的带翼航天器，支援太空军事行动太空军事化是一个噩梦，一个已经开始的噩梦（二）培养高科技人才在高素质新型军事人才的培养上必须树立超前意识，坚持人才培养先行要紧紧抓住人才质量建设这个根本，加大人才培养的力度，要培养大批懂得高科技知识的指挥人才，培养大批能够担当打赢未来高技术局部战争重任、经得起各种风浪考验的高素质新型军事人才，实现我军人才质量建设的整体性飞跃我军有在战争中培养人才的传统和经验，但在新的年代，我们培养军事人才的途径更多的是依靠体制必须建立这样一个完备的体制：①机会平等，公平竞争这是一个高效培养体系的共同特点，这样才能从人群中选拔出真正的人才，才能促进全面的提高②开放灵活，鼓励创新绝对不能闭门造车，要积极吸收国内外的新经验、新方法；让人才走出国门，让人才与世界接轨③系统全面，高低有序要给每以个想晋级的军人以机会，培养高低各类人才；培养体系要由低到高，逐渐深入④保持压力，终生培训结合新的要求，对已完成培训的各阶段军事人员进行再培训，保持合适的淘汰率，促使军事人员不断提高；培训要在服役期内全程进行，保障部队战斗力对军事人才的基本要求：爱国；强壮的身体和过硬的军事知识；健康的心理和强健的神经；积极上进，能自我提高（三）加强武器管理"管理"就是国防科研和军工生产管理，只有搞好手中武器装备的管理，才能形成战斗力什么是战斗力?即人、武器加上相互间的结合要搞好管理，就要提高官兵与武器的结合能力如何管理?首先，要让武器的研制体现以人为本的原则，不能让人的体力和脑力负担过重，要让士兵爱上武器而不是相反第二，武器的维护保养和更新换代要科学、经济的进行第三，加强训练，让士兵熟悉武器的性能和操作技巧自20世纪90年代，全军上下掀起了一个轰轰烈烈、扎扎实实的学习现代科技特别是高科技知识的热潮，全军科技大练兵，一切为打赢，通过科技练兵，提高了官兵素质四、反思与总结成功的高科技战争需要多种因素的完美结合，它需要有新思想、新技术、优秀人才和先进的管理这些资源中，新技术以及其在战争中运用带来的巨大资金、物资消耗是我军面临的最大难题国力现状决定了我国不可能在该领域投入更多的资金，如何利用有限的资源完成我军的现代化任务是我们的最艰巨的任务结合外军，特别是美军军事发展的经验，我认为要着重做好以下几点：坚持有所为，有所不为我们不搞全球扩张，不搞军事讹诈所以我们无须航母（暂时）、全球监视系统和全球定位系统（需要区域监视和定位系统）、海外军事基地……但我们必须在事关战略平衡的洲际导弹、核潜艇、战略防空系统以及决定战争胜负的精确制导武器、先进战斗机等战术武器上保证技术不致落后军民结合，降低成本美军成功降低高科技武器成本的方法是高科技军民通用，技术广泛和大量的运用使武器的单位成本大大降低如果说以前美军在大量使用精密武器时心里还有所经济顾虑的话，现在的美军完全可以率性而为了我军也应走同样的道路，让民用企业也参与技术研究，让军事技术民用化，提高技术的通用性和可应用性，降低使用成本取消军工企业的生产垄断，让私营企业和外资企业参与研制和生产，引入竞争机制，提高投资效率，降低生产成本综上所述，高科技战争并不可怕，它对我军现代化建设既是挑战，也是机遇只要我们能运用国力快速上升的有利时机，把握全局，科学计划，全力而为，就必然能赶上高科技浪潮，建成一只现代化的军队
